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相似文献
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1.
VCSELs高阶分岔及混沌行为的参数控制   总被引:8,自引:0,他引:8       下载免费PDF全文
潘炜  张晓霞  罗斌  邓果  李孝峰  张伟利  陈建国 《电子学报》2004,32(11):1789-1792
基于自发辐射在微腔激光器中的独特性,利用参数开关调制控制混沌的理论和技术,对VCSELs实施高频大信号深度调制和混沌控制的数值模拟.结果表明,提高自发辐射因子可抑制VCSELs的非线性行为,通过对自发辐射因子的开关调制,可把系统由混沌状态控制到平衡态和nP周期轨道,同时给出了VCSELS各种稳定周期态、分岔数、分岔点位置和混沌带与调控参数之间的定量关系.  相似文献   

2.
VCSELs与EELs多模弛豫振荡的研究   总被引:1,自引:1,他引:0       下载免费PDF全文
李孝峰  潘炜  罗斌  赵峥  邓果 《激光技术》2004,28(3):248-250,258
根据多模速率方程,利用MATLAB提供的SIMULINK软件包对垂直腔面发射激光器(VCSELs)和边发射激光器(EELs)多模弛豫振荡进行了研究。结果表明,与单模情况相比,多模时EELs弛豫振荡频率增大、弛豫和延迟时间缩短,而VCSELs动态特性变化不大。与此同时,在得出VCSELs的单模工作、高速调制以及提高偏置电流或自发辐射因子可改善两类器件动态特性等结论外还看到,VCSELs边模抑制比(SMSR)随偏置电流变化率高于EELs;自发辐射因子增大时,边模强度同比例增大、主模强度减小,利用微腔效应有效控制自发辐射因子可以优化VCSELs的单模特性。  相似文献   

3.
李孝峰  潘炜  罗斌  邓果  赵峥 《中国激光》2004,31(12):450-1454
在SIMULINK平台下建立了垂直腔面发射激光器(VCSEL)动态仿真模型,利用该模型对多次外光反馈下垂直腔面发射激光器的非线性行为进行了研究。结果表明,短外腔时,光子密度随外腔长呈周期为半激射波长的余弦关系;长外腔时,随外腔长增加,垂直腔面发射激光器依次经历混沌、多周期、倍周期和单周期区域,增大外腔反射率时同样存在这些非线性区域,但出现顺序相反。进一步得出:考虑单次反馈时由于忽略了占有较多能量的高次反馈导致上述非线性效应偏弱;增大自发辐射因子或减小线性展宽因子可抑制系统的非线性行为。  相似文献   

4.
微腔效应对垂直腔面发射激光器谐波和互调失真的影响   总被引:1,自引:0,他引:1  
张博  吕英华  张金玲 《半导体学报》2006,27(9):1625-1629
采用速率方程与Volterra变换方法,分析了垂直腔面发射激光器在微波模拟调制情况下,频率、自发辐射因子以及自发辐射寿命对三阶谐波和三阶互调失真的影响.结果表明垂直腔面发射激光器的非线性失真依赖于自发辐射物理量的变化,对激光器的自发辐射进行适当控制,可以抑制非线性对性能的影响,扩大其最大调制频率,提高基于VCSELs器件的ROF(radio over fiber)系统的性能和应用范围.  相似文献   

5.
采用速率方程与Volterra变换方法,分析了垂直腔面发射激光器在微波模拟调制情况下,频率、自发辐射因子以及自发辐射寿命对三阶谐波和三阶互调失真的影响.结果表明垂直腔面发射激光器的非线性失真依赖于自发辐射物理量的变化,对激光器的自发辐射进行适当控制,可以抑制非线性对性能的影响,扩大其最大调制频率,提高基于VCSELs器件的ROF(radio over fiber)系统的性能和应用范围.  相似文献   

6.
外光反馈下VCSELs噪声灵敏性的理论研究   总被引:3,自引:1,他引:2  
从速率方程出发,仿真得到VCSELs在不同腔体结构、自发辐射因子和线宽限制因子情况下,相对强度噪声随外光反馈水平的变化规律。结果表明:减小电流孔径或线宽增强因子可以降低VCSELs对外光反馈的灵敏性,改变自发辐射因子对此影响不大。而传统边发射激光器不属于微腔结构,对外光反馈的抑制能力较弱。  相似文献   

7.
邓果  潘炜  罗斌 《中国激光》2004,31(3):93-296
在SIMULINK平台下开发了垂直腔面发射激光器 (VCSEL)的动态仿真模型 ,实施高频大信号调制情形下的动态仿真 ,避免了大信号近似处理 ,提高了计算精度。选择自发辐射因子为控制参量 ,定量分析它对VCSEL稳定性和分岔点的影响。结果表明 ,在所选参量条件下 ,自发辐射因子数值在 5× 10 -3 ~ 5× 10 -5之间时 ,随着调制深度的加深 ,VCSEL峰值光子密度产生分岔 ,呈现双稳、多周期 ,最后回到单周期 ;当小于 10 -5时 ,进入混沌状态的演变过程。同时分岔点的移动依赖于自发辐射因子的大小 ,调控自发辐射因子可以抑制系统的非线性行为。仿真结果与文献实验结果吻合  相似文献   

8.
DBR微腔激光器典型参数的开关调制响应及控制   总被引:12,自引:0,他引:12  
潘炜  张晓霞  罗斌  邓果  李孝峰 《通信学报》2004,25(9):169-174
以微腔激光器的典型代表垂直腔面发射半导体激光器(VCSEL)为例,选择自发辐射因子为控制参数,数值模拟了大信号深度调制情形下VCSEL的非线性动力学特性,实现了类似于边缘发射激光器的分岔,周期加倍分岔,多稳和混沌状态的稳定控制,得到分岔点位置和周期轨道与控制参数的变化关系,以及相应地调制参量和自发辐射因子的取值范围,计算结果较好地拟合了文献实验结果。  相似文献   

9.
垂直腔激光器中弛豫振荡频率的优化控制   总被引:4,自引:0,他引:4  
从垂直腔面发射的半导体激光器(VCSELs)的结构出发,利用增益与载流子密度的广义对数关系,借助小信号分析法,推出了直接调制情形下驰豫振荡频率的严格解析关系。分析指出,量子阱器件的光子寿命并非越短越好,欲提高VCSELs的驰豫振荡频率,除了增加注入电流,提高微分增益等基本途径外,控制器件的结构参数可使驰豫振荡频率达到极大值。同时,自发辐射因子的可控性,以及降低稳态载流子密度,也都是提高VCSELs驰豫振荡频率和拓宽调制带宽的有效措施。  相似文献   

10.
深度调制下VCSELs典型结构参数的研究   总被引:3,自引:2,他引:1  
邓果  潘炜  罗斌 《光电子.激光》2003,14(6):562-565
通过构建垂直腔表面发射半导体激光器(VCSELs)的动态仿真模型,研究了有源层孔径和厚度对VCSELs大信号深度调制特性的影响。仿真结果表明,在大信号调制下,较小的有源层孔径和厚度对系统的非线性效应显现出更好的抑制能力,而且具有更高的调制带宽;合理地控制有源层孔径和厚度可以抑制系统的非线性行为,提高调制带宽。  相似文献   

11.
In this paper, we summarize our recent results on nonlinear polarization- and transverse-mode dynamics of vertical-cavity surface-emitting lasers (VCSELs) induced by optical injection (OI) or current modulation. Due to the surface emission and cylindrical symmetry, VCSELs lack strong polarization anisotropy and may undergo polarization switching (PS). Furthermore, VCSELs may emit light in multiple transverse modes. This provides new features to the rich nonlinear dynamics induced in VCSELs by an external perturbation. We demonstrate for the case of orthogonal OI that new Hopf bifurcation on a two-polarization-mode solution delimits the injection locking (IL) region and that PS and IL of first-order transverse mode lead to a new resonance tongue for large positive detunings. Similarly, the underlying polarization-mode competition leads to chaotic-like behavior in case of gain switching and the presence of two transverse modes additionally reduces the possibility of regular dynamics.   相似文献   

12.
多量子阱垂直腔面发射半导体激光器的速率方程分析   总被引:8,自引:0,他引:8  
潘炜  张晓霞 《量子电子学报》1999,16(4):324-328,337
依据多量子阱垂直腔面发射半导体激光器(VCSELS)的结构特点,并考虑到腔量子电动力学中自发辐射增强效应,建立了多量子阱VCSELS的速率方程,并给出了其方程的严格解析解,在此基础之上,讨论了VCSELS的稳态特性,并与普通开腔和三维封闭腔中的结果进行了比较,给出了V  相似文献   

13.
垂直腔面发射激光器的动态特性分析   总被引:4,自引:1,他引:4  
本文给出了动态的垂直腔面发射速率方程,并由此推出了瞬态下的衰减因子和张弛振荡频率和计算公式,以及小信号调制下的光子、载流子的响应函数表达式。计算结果表明,在瞬态下衰减因子随β的增加明显变大,它使张弛振荡过程变短;在小信号调制下,多量子阱的周期增益结构比一般的垂直腔面发射结构有更大的调制带宽。  相似文献   

14.
Densely packed arrays of vertical-cavity surface-emitting lasers (VCSELs) are presented, serving as low-cost and small-sized laser sources in optical particle manipulation systems. A novel, self- aligned fabrication process enables both a pitch in the 20 mum range and a selective surface etch for enhanced transverse singlemode emission. Homogeneous array performance and singlemode output powers of up to 3.8 mW are observed. By inserting the arrays into an optical tweezer setup with external optics, multiple optical traps are easily created. Non-mechanical particle translation by switching between individually addressable devices as well as continuous particle deflection in a one-dimensional optical lattice are demonstrated.  相似文献   

15.
We investigate the jitter dynamics of a gain switched laser diode (LD) under the influence of strong optical injection due either to multiple reflections from an external cavity mirror, or from another LD. A numerical technique that considers both the spontaneous emission noise and multiple reflections from external optical components is implemented. At all times, the LD exhibits multi-longitudinal mode operation with a Gaussian-shaped spectral line profile that is centered around a fixed dominant output wavelength. We separately consider three (strong) optical injection conditions: 1) coherent self-feedback; 2) incoherent self-feedback; and 3) coherent, external continuous-wave (CW) optical injection. Incoherent self-feedback results in a reduction, by an order of magnitude, in both the intensity and timing jitter (0.5 ps), while maintaining the average peak power and pulsewidth. Eye pattern results show an opening of at least 90 %, which represents an improvement by a factor of two over the same LD that operates without optical injection. The external CW injection condition approaches that of incoherent self-feedback only at high external injection. Coherent self-feedback does not produce any significant change in the LD performance  相似文献   

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